• Journal of Wetlands Research
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• v.26 no.1
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• pp.1-9
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• 2024

In this study, a HSPF model was developed to simulate runoff and water quality in the Haebancheon watershed, which has a high land area ratio and population density among the West Nakdong River watersheds. Various non-point source pollution control strategies were applied, and the reduction in pollutant loads and the exceedance rate of water quality standards were analyzed. The scenarios included basic road cleaning for reducing pollutant loads, runoff reduction measures considering extensive low-impact development techniques, and inflow reduction measures to mitigate non-point source pollution entering the river. In the first step, practical conditions such as the number of vehicles for road cleaning in Kimhae City were considered, while for the second and third steps, it was assumed that 50% of the applicable land use area was used to be applicable for the LID techniques. As a result of applying all three measures, it was analyzed that the BOD pollutant load could be reduced by 58.28%, T-N by 58.49%, and T-P by 51.56%. Furthermore, the 60th percentile of water quality measurements accumulated over 5 years was set as the target water quality, and a flow-duration curve was constructed. The exceedance rate of the flow-duration curve before and after applying non-point source pollution reduction measures was analyzed. As a result, for BOD, the exceedance rate decreased from 41.57% before applying the measures to 16.32% after, showing a 25.25% reduction in the exceedance rate. For T-N, the exceedance rate decreased significantly from 40.31% before the measures to 22.84% after, and for T-P, it decreased significantly from 62.43% to 27.22%.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.41 no.7
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• pp.711-723
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• 2008

In this study, Hydrologic regime alterations(magnitude, magnitude and duration of annual extreme, frequency and duration of high and low pulse, rate and frequency of water condition changes, Range of Variability Approach) were analyzed by using Indicators of Hydrologic Alterations at the 11 major multi-purpose dam. The analysis result of the magnitude of monthly water conditions during drought season, inflow was $6.38m^3/sec{\sim}39.84m^3/sec$ and outflow was $20.36m^3/sec{\sim}49.43m^3/sec$, was increased $1.84%{\sim}200.98%$. The analysis result of the magnitude of monthly water conditions during flood season, inflow was from $79.06m^3/sec{\sim}137.12m^3/sec$ and outflow was from $65.32m^3/sec{\sim}80.16m^3/sec$, was decreased from $18.19%{\sim}40.39%$. The analysis result of the magnitude and duration of annual extreme, 1-day minimum was increased $82.86%{\sim}2,950%$, but 1-day maximum was decreased $34.78%{\sim}83.96%$. The analysis result of the frequency and duration of high and low pulse, low pulse count was decreased $29.67%{\sim}99.07%$ and high pulse count was also decreased $4.6%{\sim}92.35%$ after dam operation. Hydrograph rise rate was decreased $15.84%{\sim}79.31%$ and fall rate was $1.97%{\sim}107.10%$. RVA of 1-day minimum was increased $0.60{\sim}2.67$, also RVA of 1-day maximum was decreased $0.50{\sim}1.00$.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.31 no.5B
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• pp.459-466
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• 2011

In this study, the resources investigations of small hydropower generation were carried out for the five proposed sites in northern Gyeong-buk area. They consisted of the discharge measurements, rating-curve, flow duration curves, electricity generation, and economic analysis, respectively. The basic data were suggested to select the optimal small hydropower sites in northern Gyeong-buk area. The sites for Yecheon Gun and Munsu Myeon as a result are the best proposed ones using economic analysis. We considered, however, that the finacial benefit for small hydropower development may be small under 500 kW facility. The optimal proposed site over 500 kW facility was suggested as Yeongyang Gun in this study.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.263-263
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• 2022

지속적이고 안정적인 물의 수요와 공급을 유지하기 위해서는 하천의 유량도 중요하지만 좀 더 정확한 물의 흐름을 파악하기 위해서는 하천수 사용량 파악이 중요하다. 하천수 사용량 계측기술의 검증 및 표준화를 통해 실측기반의 하천수 사용량 자료 수집 및 활용체계가 필요하다. 본 연구에서는 직·간접적 사용량 측정 및 월 단위 보고체계를 개선할 목적으로 기존의 측정방법에 대한 평가를 실시하고, 하천수 사용량의 표준화된 계측 및 자료수집 체계 개선 방안과 실시간 계측자료 기반의 관리체계를 마련하여 자료를 관리할 수 있는 방안을 제시하였다. 하천수 사용량 파악을 위한 사용시설 현황을 검토하기 위해 제원정보 및 허가량이 유효한 14,575건 중 농업용 하천수 사용시설은 12,745개소로 전체의 88.9%, 허가량 대비 81.3%(생활·농업·공업용수 대상)를 차지하고 있다. 이중 하천수 사용량 보고대상인 8,000 m³/일 이상의 1,696건에 대한 자료의 수집이 수행된다면, 전체 농업용수의 86.0%에 해당하는 사용량 자료를 파악할 수 있다. 하천수 사용량 수집체계 개선 우선 대상인 1,696개소는 양수장 1,196개소(70.5%), 취수보 500개소(29.5%)로 보고규모 이상의 시설을 우선적으로 개선하는 것이 적용 초기에 많은 사용량을 파악할 수 있을 것이라고 판단된다. 전력량-사용량관계 곡선식을 이용한 환산유량은 하류단 양수의 영향을 받지 않고 초기설치 비용을 줄일 수 있으며, 오차율도 양호하여 만족할 만한 정확도와 경제성을 갖는 방법이라고 판단된다. 전국에 위치한 농업용수 사용량 자료의 확보는 현실적으로 어렵고, 하천수 보고유량은 초기설치비용이 들지 않지만 가동시간을 수기로 기록함에 있어 인건비 등의 연간운영비가 많이 소모되는 것으로 나타났다. 실시간 전력량자료 수집이 가능한 양수장의 경우, 전력량-사용량관계곡선식을 활용한 방법으로 실시간 하천수 사용량 자료 수집을 통해 보다 경제적이고 정확한 자료수집이 가능할 것으로 판단된다. 이는 실시간 하천수 사용량 계측자료의 활용성 향상을 위한 기반을 마련할 수 있을 것이라 기대한다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.13 no.11
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• pp.5578-5586
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• 2012

The accurate estimation of discharge is very essential as the important factor of river design for the utilization and flood control, hydraulic construction design. The present discharge production is using the stage-discharge relationship curve in the river. The rating curve uses the method by predicting the discharge based on regression analysis using the measured stage and discharge data in a flood season. The method is comparatively convenient and has especially advantages in that it can predict the discharge having the difficulty of observation in a flood season. However, this method has basically room for improvement because the method only uses the relationship between stage and discharge, and doesn't reflect the hydraulic parameters such as hydraulic radius, energy slope, roughness, topography, etc.. Therefore, in this study, discharge was predicted using the convenient calculation method with empirical parameters of the Manning and Chezy equations, which were proposed by Choo et at (2011) in KSCE as a new methodology for estimating discharge in open channel. The proposed method can conveniently estimate empirical parameters in both of Manning and Chezy equations and the discharge is estimated in the open channels. There are proved by using data measured in meandering lab. channel and India canal and the accuracies show about determination coefficient 0.8. Accordingly, this method will be used in actual field if this study is continuously conducted.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.848-852
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• 2009

하천 제방붕괴 해석을 위한 FFC-9 모형을 개발하였다. 본 모형은 하천제방의 붕괴해석을 위해 하천의 흐름해석 및 제방붕괴 알고리듬이 결합된 물리적 이론에 기반한 프로그램이다. 개발된 프로그램을 이용하여 낙동강 실제제방의 붕괴해석에 적용하였다. 적용된 제방은 경북 고령의 낙동강 본류 우안에 위치하고 있는 실제제방이 2000년 9월 15일 07:40분경에 붕괴를 시작하였다. 붕괴폭은 110m로 최초에는 60m, 수위 강하시 50m로 붕괴는 지속되었다. 붕괴지점의 제방고는 22.80 m이며 계획 홍수위는 20.26m, 사고당시 하천의 수위는 17.10m, 제내지 수위는 9.80m로서 제내지와 제외지의 수위차는 7.3m였다. 제방 붕괴로 인한 여러 피해중 농경지 침수는 150 ha에 이르렀다.. 연구모형을 2000년 9월 12일 00시${\sim}$18일 23시 기간동안 낙동강 유역의 홍수로 인한 제방 붕괴상황에 대해 적용하였다. 계산구간은 현풍${\sim}$적포교의 33.55 km구간으로서 전체 단면의 개수는 67개이며 평균적인 계산거리간격은 ${\Delta}x$ = 0.5 km 이고 계산시간간격은 0.5 hr이며 제방붕괴시의 계산시간간격은 0.25 hr으로 설정하였다. 이 구간에서의 주요 지류로서는 회천과 황강이 고려되었다. 상류단 경계조건으로서는 현풍 수위표지점의 유량 수문곡선을 사용하였고, 하류단 경계조건으로서는 적포교 수위표지점의 수위 수문곡선을 사용하였다. 본 모형에 적용된 조도계수는 이전의 홍수조건으로부터 검증된 $0.020{\sim}0.033$의 범위를 이용하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.1846-1851
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• 2010

댐붕괴 모델링에 관한 연구가 활성화된 시기는 미국 Baldwin Hills 댐(1964)과 Lower Van Norman(San Fernando) 댐(1971) 붕괴 사고 이후이며 1970년대 발생한 Buffalo Creek 댐(서부 버지니아, 1972), Teton 댐(아이다호, 1976), Laurel Run 댐/Sandy Run 댐(펜실바니아, 1977), Kelly Barnes 댐(조지아, 1977) 붕괴 사고로 인해 미국 댐 안전 관리 프로그램의 포괄적 재검토의 필요성이 제기되었다. 국내에서도 연천댐 붕괴(1996년)와 장현저수지와 동막저수지의 붕괴(2002년)로 하류에 위치한 가옥 및 농경지 침수로 인해 재산피해가 발생한 바 있으며, 2005년 비상대처계획 수립을 의무화하는 제도가 도입되었다. 오늘날 댐 붕괴와 붕괴로 인한 유출 수문곡선을 분석하는데 이용 가능한 수많은 도구들이 존재하고 있다. 가장 잘 알려져 있으며 가장 널리 이용되는 모형은 NWS Dam-Break Flood Forecasting Model(DAMBRK; Fread, 1977)이며 국내 댐 저수지 비상대처계획 수립을 위해 많이 이용되고 있다. DAMBRK 모형의 입력자료는 붕괴지속시간, 결괴부측면경사, 최종결괴부바닥표고, 댐붕괴시작수위 등이 요구되며, 이 중 결괴형성과정에 관련된 매개변수의 선정을 위해서는 댐붕괴 사례연구 자료가 활용되고 있다. 모형으로부터 도출된 붕괴유출수문곡선에 대한 적정성 평가는 과거 경험, 공학적 판단, 첨두유량 예측식에 의해 수행되고 있으며 가장 객관적인 기준이라 판단되는 첨두유출량 예측식은 사례연구 자료의 부족으로 인해 높은 불확실성을 안고 있다. 본 연구는 최근까지 개발된 댐결괴 첨두유출량 예측식을 기반으로 국내 건설된 댐의 대다수를 차지하는 필댐에 대해 댐높이, 댐형식별로 예측식의 적정성을 평가하였다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.37 no.8
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• pp.480-491
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• 2015

In this study, methods using LDC (Load Duration Curve) and watershed model were suggested to develope management targets and evaluate target achievement for non-point source pollution management considering watershed and runoff characteristics and possibility for achievement of target. These methods were applied for Saemangeum watershed which was designated as nonpoint source pollution management area recently. Flow duration interval of 5 to 40% was selected as flow range for management considering runoff characteristics and TP was selected as indicator for management. Management targets were developed based on scenarios for non-point source pollutant reduction of management priority areas using LDC method and HSPF model which was calibrated using 4 years data (2009~2012). In the scenario of LID, road sweeping and 50% reduction in CSOs and untreated sewage at Jeonju A20 and 30% reduction in fertilizer and 50% in livestock NPS at Mankyung C03, Dongjin A14 and KobuA14, management targets for Mangyung bridge, Dongjin bridge, Jeonju stream and Gunpo bridge were developed as TP 0.38, 0.18, 0.64 and 0.16 mg/L respectively. When TP loads at the target stations were assumed to have been reduced by a certain percentage (10%), management targets for those target stations were developed as TP 0.35, 0.17, 0.60 and 0.15 mg/L respectively. The result of this study is expected to be used as reference material for management master plan, implementation plan and implementation assessment for non-point source management area.

• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.33 no.5
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• pp.228-251
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• 2024

It is clear that the implementation of Total Pollution Load Management (TPLM) has contributed to the improvement of river water quality in Korea. However, it is also true that the TPLM has focused on point source pollution management, with limitations in addressing non-point source pollution. This study examined the issues of the current TPLM from the perspective of non-point source pollution, which is closely related to high-flow conditions, by analyzing Load Duration Curves (LDC) using water quality and flow data collected over the past four years from 21 sub-watersheds in the Geum River Basin. Since the current TPLM is based on water quality predictions using a static water body model that applies the average flow of the dry season, we found that the reduction in loads required under actual flow conditions could be up to 140 times greater than under the reference flow condition, indicating that load amounts under high-flow conditions are not reflected. Additionally, there were abnormal correlations between discharge loads and water quality in several sub-watersheds, and illogical situations arose where compliance with allocated loads did not align with achieving the target water quality. While the causes of such abnormal and illogical situations are diverse and complex, this study highlights the need for rational reflection of non-point source loads under high-flow conditions in water quality modeling. As a solution, we propose the application of watershed models and dynamic water body models.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.347-347
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• 2020

하천수의 통합적인 물관리를 위해서는 농업용수의 목적으로 취수되는 하천수량과 같은 기초자료의 확보가 필수적이다. 취입보를 통해 취수되는 하천수량은 취수문에 근접한 농업용수로에서 유량을 계측할 수 있는데, 계측지점의 특성에 맞는 최적의 계측방법 선정 및 검증이 필요하다. 대부분의 농업용수로는 단면이 일정하여 수위-유량 관계 곡선식, 초음파 측정법, 수면경사법, 구조물법 등 대부분의 계측방법 적용이 가능한데, 본 연구에서는 전자파 표면 유속계를 이용해 산정한 유량자료와 실측 유량자료와의 적합성을 비교하여 전자파로 측정한 유량자료의 정확도를 확인하였다. 전자파 표면 유속계는 도플러 효과를 이용해 표면 유속을 산정하는 방식으로, 주로 홍수기와 같이 고유량 상황에서 사용되고 있고, 저유량이나 바람이 센 상황에서는 표면유속이 단면 전체의 평균유속을 대변하기 어려워 연중 지속적인 활용도가 낮은 상황이다. 농업용수로는 다양한 규모로 설계되어 있어 저유량에서부터 고유량까지 넓은 범위의 계측방안이 필요한데, 전자파 표면 유속계를 이용한 계측으로는 연속적인 자료 확보에 한계가 있다. 본 연구에서는 일정한 단면에서 전자파 표면 유속계와 실측 유속과의 비교를 통해 적정 수준의 정확도를 가질 수 있는 전자파 표면 유속계 측정범위를 특정하고, 저유량 구간에서 취약한 표면 유속 측정 자료를 보정할 수 있는 개선 방법을 적용하여 농업용수를 취수하는 지점에서 전자파 표면 유속계의 연중 상시 계측 가능 방안에 대한 연구를 수행하였다. 전자파 표면 유속계의 측정 범위 특정과 저유량 계측 개선 방안 등을 통해 추후 농업용수로의 하천수 취수량 계측 방법 선정에 도움이 될 것으로 기대한다.